Bug 篇：Java 8 Parallel Stream 陷阱

误区一：Java 8 中的 Stream 只要使用 parallel 就可以并行处理，只要使用 sequential 就可以单线程处理
parallel 方法和 sequential 方法不会对流产生任何影响，只是改动了状态位而已
Stream 是否并行取决于最后一次改变状态位的方法是 parallel 还是 sequential，下面两种表达式等价：

stream.parallel().filter(null).sequential().map(null).parallel().collect(null);
stream.parallel().filter(null).map(null).collect(null);

误区二：只要简单地加上 parallel 方法，就能使 Stream 高效并行
并行要求计算的规模要够大，确保在线程中运算的时间多过分配线程的开销
并行的数据必须是无序并且无状态的，前者会影响速度，后者会影响结果正确性（状态可以理解为 Java 中共享变量）

/* 从一加到一千万 */
public class ParallelStreamToGetSumTest {
    
    private long num = 10_000_000;

    /****************************** sequectial *******************************/

    @Test // 正确的顺序计算
    public void sequential() {
        PerformanceUtils.test(() ->
                LongStream.rangeClosed(1, num).sum());  // 运行时间 19 milliseconds
    }

    @Test // 错误的顺序计算，没有考虑拆箱的开销
    public void errorSequential() {
        PerformanceUtils.test(() ->
                Stream.iterate(1L, i -> i + 1L).limit(num)
                        .reduce(0L, Long::sum)); // 运行时间 256 milliseconds
    }

    /****************************** parallel *******************************/

    @Test // 正确的并行计算
    public void parallel() {
        PerformanceUtils.test(() ->
                LongStream.rangeClosed(1, num).parallel().sum()); // 运行时间 4 milliseconds
    }

    @Test // 错误的并行计算，没有考虑开箱的开销与违反了无序性原则（iterate 没有范围，是顺序产生的）
    public void errorParallel() {
        PerformanceUtils.test(() ->
                Stream.iterate(1L, i -> i + 1L).limit(num)
                        .parallel().reduce(0L, Long::sum)); // 运行时间 1680 milliseconds
    }

    @Test // 错误的并行计算，使用了共享变量，导致了线程竞争，并且共享变量的累加不是原子性的，所以结果也是错误的
    public void errorParallel2() {
        PerformanceUtils.test(() -> {
            Accumulator accumulator = new Accumulator();
            Stream.iterate(1L, i -> i + 1L).limit(num).parallel().forEach(accumulator::add);
            return accumulator.total;
        }); // 运行时间 1125 milliseconds，但结果错误
    }

    /****************************** inner class *******************************/

    private static class Accumulator {
    
        private long total = 0;

        private void add(long value) {
            total += value;
        }
    }
}

P.S. PerformanceUnitls 是笔者写的性能测试工具，源码位于 https://github.com/free-myself/commons/blob/master/src/main/java/org/tree/commons/utils/PerformanceUtils.java